プロスタノイドEP4受容体高発現大腸がんの治療的探索を目指した機能解析
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22K15293
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 47040:Pharmacology-related
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
福島 圭穣 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 助教 (10805112)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 薬学 / 薬理学 / プロスタノイド / Gタンパク質共役受容体 / バイオインフォマティクス / Gタンパク質共役型受容体 / プロスタグランジン受容体 / 大腸がん |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、ヒト大腸がんのEP4受容体高発現クラスターに着目し、EP4受容体がどの様に大腸がんを発生・悪性化させるのか、そのメカニズム解明を目指すものである。EP4受容体を特異的に高発現するヒト大腸がんHCA-7モデル細胞を用い、EP4受容体高発現クラスターに特徴的ながん発生・悪性化因子を同定する。そして、EP4受容体がこれらの因子をどの様に発現制御しているのか、そのメカニズムを明らかにする。本研究を遂行することで、将来の精密医療でEP4受容体高発現型と診断された大腸がん患者に対する、具体的な治療標的が明らかになるものと期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに、実臨床のヒト大腸がんには、E型プロスタノイド（EP）受容体サブタイプの発現パターンが顕著に異なるがんクラスターが存在することを、がんゲノム・ビッグデータ解析により明らかにし報告している。本研究では、このEP受容体サブタイプを高発現する各がんクラスターに着目し、その発生・悪性化メカニズムを明らかにすることを目的とした。
2023年度は、EP4受容体を特に高発現するがんクラスターについて着目し、その遺伝子発現パターンの解析を完了した。その結果、EP4受容体高発現クラスターは、エネルギー代謝に関わる遺伝子や、獲得免疫に関わる遺伝子の発現が亢進している可能性が明らかとなった。そこで次に、EP4受容体を発現するヒト大腸がんHCA-7モデル細胞に対してトランスクリプトーム解析を行うことでEP4受容体刺激時の応答因子を網羅的に明らかにし、さらにがんゲノム・ビッグデータ解析を併用することにより、実際の大腸がん組織でもEP4受容体と発現量と相関が認められる遺伝子を抽出することで、EP4受容体下流のがん促進因子として補体制御因子を同定した。この補体制御因子は、HCA-7細胞のEP4受容体刺激により時間的依存的、また濃度依存的にタンパク質の発現量が増加することを確認した。さらに、トキシコゲノミクス・データベース解析により、この補体制御因子の発現を誘導するシグナル系として、Akt (serine/threonine kinase1)やJNK (jun amino terminal kinase)などのいくつかの細胞内シグナルの候補を明らかとした。
以上の様に、in silico解析とin vitro実験を連携させることで、EP4受容体下流の大腸がん促進因子を同定した。その誘導メカニズム等については、引き続き解析してゆく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2023年度は、2022年度に行ったがんゲノム・ビッグデータの解析結果などを利用し、in silico解析とin vitro実験を連携させることで、EP4受容体下流の具体的ながん促進因子として、補体制御因子を同定することができた。さらに、ヒト初期大腸がんモデル細胞において、この補体制御因子の検出条件を確立し、実際にEP4受容体刺激によって発現が誘導されることを確認した。本モデルは、実際の大腸がんにおいてEP4受容体がどのようにして補体制御因子の発現を誘導しているのかを明らかにするために、非常に有用であると思われる。これまでに、本モデルを利用することで、同定した補体制御因子はGiタンパク質阻害薬で阻害されることなどを明らかにしている。本モデルを用いて、更に下流のシグナル系を明らかにし、その誘導メカニズムを解析してゆく予定である。
さらに、トキシコゲノミクス・データベース解析を利用し、目的タンパク質の発現を増加もしくは減少させる可能性のある阻害薬を網羅的に抽出する手法を確立した。この手法は、大腸がん細胞における補体制御因子の誘導経路を明らかにするうえで、細胞内シグナルの予測や候補抽出に非常に効果的であると考えられる。実際に本手法を用いることで、補体制御因子の誘導経路としてAktシグナルやJNKシグナルなどの可能性を明らかとしている。今後、これらのシグナル及び阻害薬が、EP4受容体刺激による補体制御因子の誘導を実際に阻害できるか、検討してゆく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに、in silico解析とin vitro実験を連携させることで、EP4受容体下流の具体的ながん促進因子として補体制御因子を同定した。2024年度は引き続き、EP4受容体刺激がこの補体制御因子をどのように誘導するのかを明らかにしていく。Protein kinase Aの阻害薬であるH-89や、Giタンパク質の阻害薬であるPTXを用い、EP4受容体下流のGsタンパク質、Giタンパク質のどちらのシグナルによって補体制御因子が誘導されるのか明らかにする。トキシコゲノミクス・データベースより抽出された各種阻害薬を用い、AktシグナルやJNKシグナルを阻害することで、補体制御因子の発現を制御する下流シグナルを明らかにする。また、がんモデル細胞を用い、補体制御因子の阻害や誘導が、大腸がんの増殖や悪性化にどの様に影響をおよぼすか評価する。さらに、近年データの蓄積が著しいシングルセルRNA-seqデータを二次解析することで、EP4受容体や補体制御因子の単一細胞レベルにおける発現分布などを明らかにしてゆく。
以上の実験などを施行することで、EP4受容体がどの様に補体制御因子の発現を制御し、またどの様に大腸がんを発生・悪性化させるのか明らかにしてゆく。
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Report
(2 results)
Research Products
(33 results)
